La Agencia Espacial Europea (ESA) ha presentado nuevas y espectaculares observaciones desde el Observatorio Espacial Herschel, incluyendo el instrumento UK-led SPIRE. Los espectrómetros de a bordo de los tres instrumentos de Herschel se han utilizado para analizar la luz de los objetos dentro de nuestra galaxia y de otras galaxias, produciendo algunas de las mejores mediciones de los átomos y moléculas que intervienen en el nacimiento y la muerte de las estrellas. El Espectrómetro por Transformada de Fourier SPIRE (FTS), que cubre todo el rango de longitudes de onda submilimétricas entre 194 y 672 micrones, será invaluable para los astrónomos para determinar la composición, temperatura, densidad y la masa de material interestelar en las galaxias cercanas y la formación de estrellas en las nubes de nuestra propia galaxia.
El profesor Keith Mason, director ejecutivo del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC), que prevé la financiación del Reino Unido para Herschel, dijo que "Herschel volvió a entregar algunas indicaciones espectaculares de lo que está por venir. Esta riqueza de nuevos datos, existe debido a la dedicación y la habilidad de los científicos que trabajan en este proyecto y ampliará considerablemente nuestro conocimiento del ciclo de vida de las estrellas."
Matt Griffin, profesor de la Universidad de Cardiff, que es el principal investigador de SPIRE, dijo: "Algunas observaciones de testeo se han hecho durante la prueba inicial del espectrómetro, y está claro que los datos son de excelente calidad, e incluso estos resultados iniciales son muy alentadores científicamente, en especial nuestra capacidad para rastrear la presencia de agua en todo el Universo. El espectrómetro es técnicamente muy difícil de construir, y todo el equipo está encantado de que funcione tan bien. "
El profesor Glenn White, de la Open University and STFC’s Rutherford Appleton Laboratory, y un experto en el campo de la astronomía molecular para el que está diseñado el espectrómetro SPIRE, dijo: "La exquisita sensibilidad y calidad de estos primeros datos revelan los espectaculares patrones espectroscópicos que muestran la diversidad y complejidad de los procesosde nacimiento comunes a la formación de estrellas y planetas. Herschel va a ayudarnos a trazar la evolución y la vida de las estrellas, el mapa de la química en nuestra vecindad galáctica, y nos permitirá detectar agua y moléculas complejas en las galaxias lejanas".
El profesor Mike Barlow, de la University College London, que utilizará el instrumento SPIRE para estudiar el material eyectado al espacio por estrellas cerca del final de su vida, dijo: "El rango espectral sin precedentes y la riqueza de detalle revelados por el espectrómetro SPIRE, en una hasta ahora casi inexplorada región del espectro, promete revolucionar nuestra comprensión de la formación de moléculas y partículas de polvo durante las etapas finales de la vida de las estrellas. Estas partículas de polvo pasan a jugar un papel crucial en la formación de nuevas estrellas y la materia prima para los planetesimales y planetas que se forman alrededor de ellas."
Figura 1: Crédito ESA.La figura 1 muestra parte de espectro SPIRE de VY Canis Majoris (VY CMa), una estrella gigante hacia el final de su vida, que está expulsando enormes cantidades de gas y polvo en el espacio interestelar, incluyendo elementos como carbono, oxígeno y nitrógeno (que constituyen la materia prima para los futuros planetas, y eventualmente para la vida). El recuadro insertado es una imagen de la cámara SPIRE de VY CMa, en la que aparece como una fuente puntual brillante cerca del borde de una nube bastante grande. El espectro es increíblemente rico, con las características prominentes de monóxido de carbono (CO) y agua (H2). Más de 200 otras características espectrales también han sido identificadas, muchas debido al agua, mostrando que la estrella está rodeada por grandes cantidades de vapor caliente. Observaciones como éstas ayudarán a crear una imagen detallada de la pérdida de masa de las estrellas y la compleja química que ocurre en sus envolturas.
Figura 2: Crédito ESA.La figura 2 es el espectro de una posición en la Barra de Orión, parte de la nebulosa de Orión en la que el gas en el borde de la nebulosa está en parte ionizado por la intensa radiación de estrellas calientes cercanas jóvenes. El recuadro muestra una imagen cercana al infrarrojo del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. El espectro de SPIRE tiene muchas características de CO, que aparecen como las estrechas líneas dominantes, vistas aquí por primera vez juntas en un espectro único. Esto significa que todo el espectro se observa al mismo tiempo y calibrado en conjunto. El brillo de las características espectrales permitirá a los astrónomos calcular la temperatura y la densidad del gas interestelar. El espectro también muestra la primera detección de una característica de emisión de los iones moleculares de methylidynium (CH+), un elemento clave para las grandes moléculas de carbono. Esta y regiones similares son grandes, y el espectrómetro de SPIRE será muy poderoso para caracterizar cómo varían las propiedades del gas dentro de esas fuentes.
Figura 3: Crédito ESA.La Figura 3 muestra un espectro de SPIRE de Arp 220, una galaxia a 250 millones años luz de la Tierra, con una formación estelar muy activa desde que dos grandes galaxias espirales chocaron para producir el objeto complejo que vemos hoy. Arp 220 es un importante modelo para la comprensión de las galaxias más distantes y la formación de galaxias en el universo temprano. El espectro muestra las características de emisión de CO, y las características de H2O se ven tanto en emisión como en absorción. La inserción es una imagen óptica de Arp 220 hecha con el Telescopio Espacial Hubble.
Figura 4: Crédito ESA.La Figura 4 muestra el espectro de Messier 82 (M82), una galaxia relativamente cercana (sólo 12 millones de años luz de distancia) con una muy activala formación de estrellas. Es parte de un grupo interactivo de galaxias que incluye la gran espiral M81. La imagen que la acompaña (recuadro) es una espectacular imagen compuesta en color de las dos galaxias hechas con la cámara SPIRE, mostrando el material que se despojó de M81 por la interacción gravitacional con M82. El espectro de SPIRE de M82 muestra fuertes líneas de emisión de CO en el rango entero de longitudes de onda, así como líneas de emisión de carbono y el nitrógeno atómico ionizado.
Las observaciones del SPIRE FTS se llevaron a cabo como parte de la verificación del funcionamiento del observatorio. Los derechos científicos de algunas de estas observaciones son propiedad del Key Programme consortia: para Arp 220 y M82, el Nearby Galaxies consortium encabezado por C. Wilson; por VY CMa MESS consortium liderado por M. Groenewegen; para la Barra de Orión, Evolution of Interstellar Dust consortium dirigido por A. Abergel.
Más información en:
• Herschel takes a peek at the ingredients of the galaxies
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